【每日感想】医疗材料发展

听《年度得到.孙亚飞材料科学年度报告》有感如下:

一、医疗材料-芳纶纸

   定义:芳纶纸:它是一种防弹材料,在国防工业中用来生产防弹衣、防弹头盔等装备。但是,它的生产流程很复杂,生产原料也很难控制,是我国被卡脖子的材料之一。一米宽的薄薄的芳纶纸,可以拉动一辆汽车。不光强度高,而且耐高温、不容易燃烧,耐化学腐蚀、耐水泡、耐电击,还不容易变形。我国2022年终于在芳纶纸研发上也取得了突破,实现了量产。

 现状-生产:在2022年,已经有很多家国内企业投产,或者开始建厂,特别是在山东省,像东营中芳特纤、烟台泰和、民士达,这些都是专业的生产厂家,它们甚至形成了一个产业集群,能给像“天宫二号”这样的大国重器提供可靠的国产芳纶纸。

现状-创新:创新出能用电进行加热的芳纶纸。虽然不是什么重大突破,但是,这是一个值得我们骄傲的创新。芳纶是一个很大领域,我们过去一直跟不上,更别说创新了。现在有创新的延展,说明我们国家对芳纶的科研已经进入一流水平了。给芳纶纸镀一层金属银。这样一来,薄薄的一层,就像是从芳纶纸上长出来的一样,可以导电,也能直接接触人的皮肤。现在有一些高端羽绒服,为了能够更好地保暖就是这么做的,这样就可以反射身体的热辐射,不让热量流失到衣服外面。芳纶纸并不是一般的织物,用到它的场景通常都有着很高的精密度,这就需要在镀银的工艺上做出许多改进(“等离子处理”“磁控溅射”),确保万无一失。镀银芳纶纸:加热的速度极快,如果用1.2伏的电压通电,只需要6秒钟就可以达到120摄氏度。

概念银镜反应:把混有银离子的溶液调整到碱性,然后再和含有“醛基”的物质进行反应,就可以在表面形成一层纳米级的金属银。如果这个反应是在玻璃的表面上镀银,就会制成非常光亮的镜子,所以这个反应也被称为银镜反应。银镜反应的优点,是金属银铺得非常平滑。

在医疗的应用场景:比如目前有专门针对中老年人的远红外内衣,但实际效果并不好。道理很简单,这些内衣并没有额外消耗能量,它提供的热量,说到底还是人体本身散发出来的。如果自身代谢速度慢,还是解决不了问题。能够用电池加热的芳纶纸,就找到它的应用场景了吗?比如镀银的芳纶纸通电以后,不只是在加热,也在传输电信号。这样一来,它就可以用于通讯了。到时候,人在身体上贴几片这样的芳纶纸,就跟安装了天线一样。

二、医药材料-氢气

三、医药材料-光纤传感器

问题:阿尔兹海默症的人的神经系统成分和正常人不一样,大脑的有一部分有特殊的蛋白质斑块。只要提前找到这些蛋白质,就可以实现对阿兹海默症的早筛。在20世纪80年代,就发现这种特殊的蛋白质叫Aβ蛋白质,学名是β淀粉样蛋白,除了Aβ蛋白以外,还有一种被称为Tau蛋白的物质,它也会在阿兹海默症发病前发生变化。这种Tau蛋白是一种和微管相关的蛋白质。这种蛋白质会让神经纤维打结,打结了,大脑的神经功能当然就受损了。

超灵敏传感器-光纤:光在光纤的内部传递,几乎没有什么损耗。对,光纤能够高效地传导电磁波,不管是肉眼可见的光,还是互联网所用的电信号。如果把光从光纤的一端射进去,在传播的过程中,有一些信号被特定的物质吸收,那么再检测另一端的光,看一看从输入到输出的过程中,都有哪些信号损失了,不就可以验证目标物质是不是存在了吗?你可能会问,光为什么会被特定物质吸收呢?这是因为,光是一种波,这一点就和声波是一样的。敲响一根音叉的时候,如果另一个音叉的固有振动频率也是一致的,那已经被敲响的音叉,就会把能量传递给另一个音叉,两个音叉就形成了共振。因为共振效果的存在,光在通过光纤的时候,就会发生一些损耗。过程就是损耗模态共振。声音的共振,你肯定知道,它是靠着空气的振动实现的。那光的振动要传递给目标,也需要有特定的介质。刚才我们说的光纤材料并不是很理想的材料,研究人员就需要对它进行一些调整,涂上氧化锡,让它成为一种良好的介质,能传递共振信号。这就是我刚才说的第二个词,纳米氧化锡材料。哪怕样品当中的病变Tau蛋白非常少,都逃不过它的检测。根据研究团队公布的成果,哪怕每毫升样品只含有0.1纳克的目标,它都可以检测出来。一般检测的时候不可能会用到毫升级的样品,样品的数量都是微克级。这样算下来,这种材料可以检测出皮克级的Tau蛋白。

如果这样的技术能够在临床上得到应用,那么阿兹海默症的发现时间,大概可以提前十五年。

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